Question

8．某实验小组以番茄为材料开展了多项研究．如表为大棚番茄在不同环境条件下测得的CO₂吸收（﹢）或释放（-）的速率（mg/h）．

组别	实验条件	20℃	30℃	35℃	40℃
①	黑暗	-10	-18	-34	-40
②	弱光，CO2浓度为0.03%	0	-8	-24	-33
③	全光照的50%，CO2浓度为0.03%	+5	0	-16	-24
④	全光照，CO2浓度为0.03%	+8	+4	+2	+1
⑤	全光照，CO2浓度为1.00%	+20	+40	+28	+12

（1）表中大棚番茄长势最佳的条件是全光照、CO₂浓度为1.00%、30℃，该条件下叶肉细胞合成ATP的场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体．
（2）用番茄的绿叶做“光合色素的提取与分离及拓展实验”时：
将色素提取液置于第④组的条件下不能（能/不能）产生氧气；已知叶绿素分子中的Mg²⁺可被H⁺置换．如将色素提取液用5%的HCl处理一段时间后，其颜色与研磨时未加碳酸钙时的色素提取液颜色相似．
（3）在黑暗中把叶绿体的类囊体放在pH=4的溶液中，让类囊体腔的pH下降至4，再加入ADP、Pi和pH=8的缓冲溶液，可检测到有ATP生成．据此可推测：光反应合成ATP的原理是：光反应使类囊体膜内外产生H⁺浓度差，从而能推动ATP的合成．

Answer 1

分析 1．影响光合作用的因素有光照强度、二氧化碳浓度、温度等因素；
2．据表格分析，表中数据为净光合作用速率，①黑暗条件测得数据为植物细胞呼吸强度，②、③两组CO₂浓度相同，但光照不同，④、⑤两组均为全光照，但CO₂浓度不同，根据变化的因素及数据做题．

解答 解：（1）表格中显示的数据为净光合作用速率，全光照、CO₂浓度为1.00%、30℃条件下，净光合速率最大为40，也是大棚番茄长势最佳的条件；该条件下叶肉细胞即进行光合作用也进行细胞呼吸，合成ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体．
（2）用番茄的绿叶做“光合色素的提取与分离及拓展实验”时，由于色素提取时需要经过剪碎、研磨等步骤，叶绿体结构已经破坏，色素用无水乙醇提取，没有水分，置于第④组的条件下不能产生氧气；已知叶绿素分子中的Mg²⁺可被H⁺置换，而Mg²⁺是叶绿素的组成成分，如将色素提取液用5%的HCl处理一段时间后，则叶绿素被破坏，提取色素时加入碳酸钙的目的就是中和有机酸，防止叶绿素被破坏，其颜色应与研磨时未加碳酸钙的提取液颜色相似．
（3）在黑暗中把叶绿体的类囊体放在pH=4的溶液中，让类囊体腔的pH下降至4，再加入ADP、Pi和pH=8的缓冲溶液，可检测到有ATP生成，而ATP合成过程中需要能量做动力，据此推测，推动ATP的合成的应该是光反应使类囊体膜内外产生H⁺浓度差．
故答案为：
（1）全光照、CO₂浓度为1.00%、30℃细胞质基质、线粒体和叶绿体
（2）不能      碳酸钙
（3）光反应使类囊体膜内外产生H⁺浓度差，从而能推动ATP的合成

点评 本题意在考查学生对光合作用过程及色素提取实验的理解能力，可以通过流程图分析，表格比较，典型练习分析强化学生的理解．